(57)【要約】【課題】  充電開始当初からの充電時間を短縮できるようにし、ひいては全充電時間を短縮できるようにする。【解決手段】  ホルダ１００と充電器２００を有し、コントローラ２０３により充電の開始と終了を制御される充電装置。ホルダ１００は、当該ホルダ１００にセットされる充電池の非電極部位に検出部が密接されて検出信号がコントローラ２０３に入力される温度センサ７と、当該ホルダ１００にセットされる充電池の近傍に加熱部が配設されて充電器２００から給電されるヒータ２とを有する。コントローラ２０３は、ヒータ２を動作させて温度センサ７による検出温度が所定の充電開始温度Ｔ１に達した後に充電器２００による充電を開始させる。【選択図】      図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ホルダと該ホルダの充電池用電極に接続される充電器を有し、ホルダ又は充電器に設けられるコントローラにより充電の開始と終了が制御される充電装置であって、
前記ホルダは、当該ホルダにセットされる充電池の非電極部位に検出部が密接されて検出信号が前記コントローラに入力される温度センサと、当該ホルダにセットされる充電池の近傍に加熱部が配設されて前記充電器から給電されるヒータとを有し、
前記コントローラは、前記ヒータを動作させて前記温度センサによる検出温度が所定の充電開始温度に達した後に前記充電器による充電を開始させるようにしてあることを特徴とする充電装置。
【請求項２】
ホルダは、当該ホルダにセットされる円柱形状を成す充電池の周面部に向けて送風する位置に設けられている送風ファンを更に有し、
コントローラは、温度センサによる検出温度が所定の許容範囲内になるように前記送風ファンをオン／オフさせるようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
【請求項３】
ホルダは、各々円柱形状を成す複数個の充電池を並べてセットされ得る収容部を有し、
温度センサの検出部は、複数個の充電池の中で収容部内端部にセットされる充電池の周面部に密接され得るようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
【請求項４】
ホルダは、収容部内の複数個の充電池の各周面部に接触されて各周面部の温度を均一化するように進退可能に設けられる熱電導性の良いヒートシンクを更に有することを特徴とする請求項３に記載の充電装置。
【請求項５】
充電器により充電される充電池を収容するための充電装置用ホルダであって、
当該ホルダにセットされる充電池の非電極部位に検出部が密接され、信号線がコントローラに接続される温度センサと、当該ホルダにセットされる充電池の近傍に加熱部が配設され、前記充電器から給電されるヒータとを有することを特徴とする充電装置用ホルダ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ホルダと充電器とコントローラを有し、コントローラにより充電の開始と終了を制御される充電装置に関する。
また、本考案は、上記の充電装置に用いられるホルダに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、サースホールド感知式としては、ニッケルカドミウムとニッケル水素蓄電池は、満充電に近づくと今まで徐々に電圧を上げてきたものが、一転して下降し始める。この電圧の特性を目安にして、最高電圧から何ｍＶ降下したところで充電を停止するかを決めている。
【０００３】
さらに熱感知式としては、被充電池に対し充電器から設定された電流を流すと充電時に被充電池本体から満充電に近づく程大きな熱を発生する。此の作用を目安にして、或る設定温度以上に上昇すると温度センサーにより充電を終了するようにしている。
さらに上記両システムを併用するものもある。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
上記いずれの充電方法も充電環境（充電時の気温、湿度、送風、）の変化によりニッケルカドミウムとニッケル水素充電池本体内部が温度変化し、内部抵抗値が大きく変化することで、充電終了時に於ける充電状態に差異（誤差）が生じていた。
【０００５】
本考案は上記の事情に鑑みたものであり、充電器とバッテリーホルダー（冷却ファン、ヒーター、放熱板から成り立つ）を接続し、充電器側であらかじめ冷却ファンとヒーターの作動開始温度を設定し、温度センサーを被充電池に装着することで温度管理をし、充放電時だけでなく充放電の前後も温度管理を行い、内部抵抗値を最小限に抑え、より多くのエネルギーを被充電池に蓄えることができ、放電時にも過熱、過冷却による被充電池の損傷を防止するようにした。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案は、下記［１］〜［５］のように構成される。
［１］構成１：
ホルダと該ホルダの充電池用電極に接続される充電器を有し、ホルダ又は充電器に設けられるコントローラにより充電の開始と終了を制御される充電装置であって、
前記ホルダは、当該ホルダにセットされる充電池の非電極部位に検出部が密接されて検出信号が前記コントローラに入力される温度センサと、当該ホルダにセットされる充電池の近傍に加熱部が配設されて前記充電器から給電されるヒータとを有し、
前記コントローラは、前記ヒータを動作させて前記温度センサによる検出温度が所定の充電開始温度に達した後に前記充電器による充電を開始させる、
ことを特徴とする充電装置。
【０００７】
［２］構成２：
ホルダは、当該ホルダにセットされる円柱形状を成す充電池の周面部に向けて送風する位置に設けられて充電器から給電される送風ファンを更に有し、
コントローラは、温度センサによる検出温度が所定の許容範囲内になるように前記送風ファンをオン／オフさせる、
ことを特徴とする構成１に記載の充電装置。
【０００８】
［３］構成３：
ホルダは、各々円柱形状を成す複数個の充電池がそれらの周面部に於いて相互に接触するように並べてセットされ得る収容部を有し、
温度センサの検出部は、複数個の充電池の中で収容部内端部にセットされる充電池の周面部に密接され得る、
ことを特徴とする構成１に記載の充電装置。
【０００９】
［４］構成４：
ホルダは、収容部内の複数個の充電池の各周面部に接触されて各周面部の温度を均一化するように進退可能に設けられる熱電導性の良いヒートシンクを更に有する、
ことを特徴とする構成３に記載の充電装置。
【００１０】
［５］構成５：
充電器により充電される充電池を収容するための充電装置用ホルダであって、
当該ホルダにセットされる充電池の非電極部位に検出部が密接され、信号線がコントローラに接続される温度センサと、
当該ホルダにセットされる充電池の近傍に加熱部が配設され、前記充電器から給電されるヒータと、
を有することを特徴とする充電装置用ホルダ。
【考案の効果】
【００１１】
構成１は、ホルダと該ホルダの充電池用電極に接続される充電器を有し、ホルダ又は充電器に設けられるコントローラにより充電の開始と終了を制御される充電装置であって、前記ホルダは、当該ホルダにセットされる充電池の非電極部位に検出部が密接されて検出信号が前記コントローラに入力される温度センサと、当該ホルダにセットされる充電池の近傍に加熱部が配設されて前記充電器から給電されるヒータとを有し、前記コントローラは、前記ヒータを動作させて前記温度センサによる検出温度が所定の充電開始温度に達した後に前記充電器による充電を開始させる、ことを特徴とする充電装置であるため、充電開始当初からの充電時間を短く、かつ、より多くのエネルギーを蓄えさせることができる効果がある。
構成２は、ホルダは、当該ホルダにセットされる円柱形状を成す充電池の周面部に向けて送風する位置に設けられて充電器から給電される送風ファンを更に有し、コントローラは、温度センサによる検出温度が所定の許容範囲内になるように前記送風ファンをオン／オフさせる、ことを特徴とする構成１に記載の充電装置であるため、構成１の装置が持つ効果に加えて、全充電時間を短縮できる効果がある。
構成３は、ホルダは、各々円柱形状を成す複数個の充電池がそれらの周面部に於いて相互に接触するように並べてセットされ得る収容部を有し、温度センサの検出部は、複数個の充電池の中で収容部内端部にセットされる充電池の周面部に密接され得る、ことを特徴とする構成１に記載の充電装置であるため、セットされる充電池が複数個の場合に構成１の装置が持つ効果を良好に達成できる構成例を提供できる効果がある。
構成４は、ホルダは、収容部内の複数個の充電池の各周面部に接触されて各周面部の温度を均一化するように進退可能に設けられる熱電導性の良いヒートシンクを更に有する、ことを特徴とする構成３に記載の充電装置であるため、セットされる充電池が複数個の場合に構成３の装置が持つ効果を更に良好に達成できる構成例を提供できる効果がある。
【００１２】
構成５は、充電器により充電される充電池を収容するための充電装置用ホルダであって、当該ホルダにセットされる充電池の非電極部位に検出部が密接され、信号線がコントローラに接続される温度センサと、当該ホルダにセットされる充電池の近傍に加熱部が配設され、前記充電器から給電されるヒータと、を有することを特徴とする充電装置用ホルダであるため、充電開始当初からの充電時間を短縮できるようにしたり、ひいては全充電時間を短縮できるようにした装置に於いて、構成を簡易化して充電池セット用のホルダと充電器を別々に提供可能にすることができる効果がある。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１３】
図面を参照して本考案の実施の形態を説明する。
図１（ａ）は実施の形態の充電装置の回路構成を示し、（ｂ）は（ａ）のコントローラ２０３により実行される制御手順を示す。図２は実施の形態の充電装置のホルダの外観を一部（例：上側ヒートシンク５等）省略して示す斜視図、図３（ａ）は図２内一点鎖線矢印方向から見た断面図、（ｂ）は（ａ）内矢視Ｂの断面図である。なお、図を見易くするため、図３（ａ）（ｂ）ではハッチングを省略している。
【００１４】
（１）回路構成と制御手順：
図１（ａ）に示すように、本充電装置はホルダ１００と充電器２００を有し、コントローラ２０３により充電の開始／終了や、ヒータ２や冷却ファン３（図２／図３；参照）のオン／オフを制御される。
【００１５】
ホルダ１００には、充電池を収容するための収容部１０１、充電池を加熱するためのヒータ２、充電池の周面部の温度を検出するための温度センサ７、充電池に送風して冷却するための冷却ファン３（図２／図３；参照）等が設けられている。なお、図中、Ｍは冷却ファン３の駆動モータ、１０１ａと１０１ｂは収容部１０１に設けられた充電電極（図２，３では図示省略）、１０１ｃは充電電圧検出器である。
なお２５〜２９は夫々対応接続点間に配設される接続線の存在を示す。
【００１６】
充電器２００には、収容部１０１内にセットされて充電電極１０１ａ・１０１ｂを介して接続される充電池（図２／図３；参照）を充電するための充電部２０１、ヒータ２と冷却ファン用駆動モータＭと充電部２０１に給電するための電源部２０２、充電の開始／終了とヒータ２のオン／オフと冷却ファン用駆動モータＭのオン／オフを制御するコントローラ２００が設けられている。なお、充電器２００へは、家庭用電源等から電源が供給されるものとする。
【００１７】
コントローラ２０３による充電制御は、図１（ｂ）のように行なわれる。
充電器２００のメインスイッチ（不図示）がオンされると、図１（ｂ）の制御が開始される。まず、温度センサ７によって検出される充電池表面温度Ｔの監視を開始する（Ｓ０１）。ステップＳ０３では、充電池表面温度Ｔが所定の充電開始温度Ｔ１以上か否かをチェックする（Ｓ０３）。その結果、Ｔ１より低温の場合は（Ｓ０３でＮＯ）、ヒータ２をオンして（Ｓ０５）、Ｔ１以上になるまで待機する。
【００１８】
充電池表面温度Ｔが充電開始温度Ｔ１以上になると（Ｓ０３でＹＥＳ）、ヒータ２をオフし、充電部２０１による充電を開始し、充電電圧検出器１０１ｃによって検出される充電電圧Ｖの監視を開始する（Ｓ１１）。
【００１９】
ステップＳ１１で開始された充電中に於いて、温度センサ７により検出される充電池表面温度Ｔが冷却開始温度Ｔ２以上になると（Ｓ２１でＹＥＳ）、冷却ファン駆動用モータＭをオンする（Ｓ２３）。また、充電池表面温度Ｔが冷却停止温度Ｔ３以下になると（Ｓ３１でＹＥＳ）、冷却ファン駆動用モータＭをオフする（Ｓ３３）。なお、Ｔ１＜Ｔ３＜Ｔ２の関係にあるものとする。
【００２０】
また、ステップＳ１１で開始された充電中に於いて、充電電圧検出器１０１ｃにより検出される充電電圧の監視結果に基づいて「充電完了」と判定された場合は（Ｓ４１でＹＥＳ）、充電制御を終了する。即ち、充電部２０１による充電を終了し、冷却ファンがオンの場合は冷却ファンをオフして、本処理を抜ける。
充電完了か否かの判定は、採用する制御に依存する。例えば、充電電圧値がピーク値に達した後に所定電圧値だけ低下した時点を「充電完了」とするサースホールド方式を採用している場合であれば、そのような時点に至った時に「充電完了」と判定される。
【００２１】
（２）ホルダの構成：
本充電装置のホルダ１００は、図２及び図３に示すように構成される。
収容部１０１（図１（ａ）；参照）は、アルミニウム製の下側ヒートシンク６と上側ヒートシンク５と上部ヒートシンク４で囲まれる空間として形成される。即ち、下側ヒートシンク６の上面の窪み部（図示の例では６個の窪み部）６ａにそれぞれ充電池１，１，，，を接触面積広くセットする。即ち、シャフト１２上部に備えさせる雄ねじ部１２ａからハンドル１３を外し、上側ヒートシンク５及び上部ヒートシンク４を枢軸２０を支点にして矢印２１方向に回動させて上記窪み部６ａに充電池１を並べる。次に上部ヒートシンク４を図示のように戻し、上部ヒートシンク４の窪み部４ａを対応合着させて各充電池１，１，，，を覆い、ハンドル１３を操作して固定することで、下側ヒートシンク６と上側ヒートシンク５と上部ヒートシンク４で囲まれる空間内に充電池１，１，，，が収容される。なお、１５は充電池収容時のガタツキを吸収するためのスプリングである。
【００２２】
充電池１，１，，，の周面部に密接されるヒートシンク４，５，６は熱伝導性の良いアルミニウム製であるため、各充電池１，１，，，の表面温度はそれぞれの間の温度差を無視できる程度に等しくなる。このため、収容部内に並べてセットされ、順次、周知の接続手段１ａで直列に接続されている６個の充電池１，１，，，の中で端部（図３（ａ）で右端部）に位置する充電池１にのみ温度センサ７の検出部が密接されるにもかかわらず、その検出温度Ｔは、全ての充電池１，１，，，の表面温度を表していると見做すことができる。
【００２３】
また、アルミニウム製のヒートシンク４，５，６の外側表面にはフィンが形成されている。このため、放熱も良好である。下側ヒートシンク６の場合、その下方には冷却ファン３が配設されて該冷却ファン３からの送風を受けることとなるのであるが、その受け面にもフィンが形成されているため、冷却ファン３による冷却が更に速やかとなる。
【００２４】
また、アルミニウム製の下側ヒートシンク６及び上側ヒートシンク５の内部には、それぞれヒータ２が設けられている。これらのヒートシンク６と５は、先述のように、各充電池１，１，，，の周面に密接されるため、充電池の外部から加熱するにもかかわらず、ヒータ２による加熱は速やかに且つ均一に行なわれ得るのである。
即ち、充電池の内部から加熱するための複雑な構成を要することなく、簡易な構成による均一且つ速やかな加熱が、上記のような構成を採用しているため、可能となっている。このため、充電開始当初からの充電時間を短縮でき、ひいては全充電時間を短縮できる。また、このように構成しているため、充電池セット用のホルダ１００と充電器２００とを別々に提供することもできる。  
【００２５】
上記の構成によれば、コントローラ２０３を充電器２００に搭載しているが、ホルダ１００に搭載するように構成することも可能である。
また、上記の構成によれば、充電電圧検出器１０１ｃを収容部１０１に設けているが、サースホールド方式以外の方式で「充電完了」判定を行なう場合は、当該の方式に適合する検出手段を設けることとなる。
【００２６】
なお、図中、１６は冷却ファン３を下側ヒートシンク６に固定するビス、１４は上側ヒートシンク５を上部ヒートシンク４に固定するビス、８は下側ヒートシンク６の両端下面側に取り付けられたスタンドであり、これにより、冷却ファン３の下面側と床面との間に所定の空間が確保されて送風が支障なく行なわれることとなる。
【００２７】
上記の構成によれば、クライメートコントロールが可能なのである。即ち、被充電池がどんな環境（気温及び被充電池の温度）に於かれているかを検出し加熱或は放熱を被充電池に対し最良の充電環境を施すものである。
低温時に於いては予め充電開始前に設定時間もしくは規定温度に到達するまで被充電池に対し加熱を施し、充電中に発生する被充電池の発熱をファンで冷却し、ヒートシンクで放熱させ充電開始当初から充電終了まで内部抵抗値を最小限に抑え最良の効率でエネルギーを被充電池に蓄えることができる。
【００２８】
上記の構成によるホルダは、当該ホルダにセットされる円柱形状を成す被充電池の周面部と接触（密着）した部位より当該ホルダに対し熱伝導させ均等に放熱させ且つ過冷却を防ぐものである。
当該ホルダ内に伝導した熱はヒートシンク部分を送風ファンで冷却することにより放散される。
【００２９】
上記の構成によれば、充電開始当初からの充電時間を短縮できるようにし、ひいては全充電時間を短縮できるようにすることができる。
また、充電開始当初からの充電時間を短縮できるようにしたり全充電時間を短縮できるようにした装置に於いて、構成を簡易化して、充電池セット用のホルダと充電器とを別々に提供可能にする。
このような事情により、上記の構成によれば、充電開始当初から充電終了まで内部抵抗値を最小限に抑え最良の効率でエネルギーを被充電池に蓄えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施の形態の充電装置の回路構成図（ａ）と、コントローラの充電制御手順を示すフローチャート（ｂ）。
【図２】実施の形態の充電装置のホルダに充電池をセットした様子を示す斜視図。上側ヒートシンク等を除いて充電池を露出して示す。
【図３】実施の形態の充電装置のホルダに充電池をセットした状態の図２内に一点鎖線矢印で示す方向から見た断面図（ａ）と、（ａ）内矢視Ｂ方向からの断面図。図を見易くするため何れもハッチングは省略する。なお、図２とは異なり何れも上側ヒートシンク等を省略することなく図示する。
【符号の説明】
【００３１】
１  充電池
２  ヒータ
３  冷却ファン
Ｍ  冷却ファンのモータ
４  上部ヒートシンク
５  上側ヒートシンク
６  下側ヒートシンク
７  温度センサ
８  スタンド
１２  シャフト
１３  ハンドル
１４  ビス
１５  スプリング
１６  ビス
１００  ホルダ
１０１  収容部
１０１ａ  充電電極
１０１ｂ  充電電極
１０１ｃ  充電電圧検出器
２００  充電器
２０１  充電部
２０２  電源部
２０３  コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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